全書系統(tǒng)講述了線譜混沌化控制技術(shù)近年來的最新研究成果，主要偏重于混沌化控制方法及強非線性各振裝置工程實現(xiàn)及控制方面。主要包括緒論、非線性系統(tǒng)混沌化、線譜混沌化頻譜重構(gòu)原理、離散脈沖混沌化線譜控制、混沌同步化線譜控制、時延反饋混沌化控制、最優(yōu)時延反饋混沌化控制、準零剛度隔振系統(tǒng)及其特性、準零剛度浮筏隔振系統(tǒng)設(shè)計與混沌化控制。
第1章 緒論
1.1艦船水下輻射噪聲及其危害
1.1.1 水聲隱身
1.1.2水聲輻射對水聲探測的影響
1.2艦船水下輻射噪聲組成及特征
1.2.1 水下輻射噪聲的主要來源
1.2.2 水下輻射噪聲的頻譜特性
1.3艦船機械噪聲振動控制
1.3.1 水下輻射噪聲控制要求和方法
1.3.2經(jīng)典隔振理論及其局限
1.4基于線譜混沌化的頻譜重構(gòu)
參考文獻
2.1混沌的特征
2.2混沌的定義
2.2.1 Li—Yorke混沌
第1章 緒論
1.1艦船水下輻射噪聲及其危害
1.1.1 水聲隱身
1.1.2水聲輻射對水聲探測的影響
1.2艦船水下輻射噪聲組成及特征
1.2.1 水下輻射噪聲的主要來源
1.2.2 水下輻射噪聲的頻譜特性
1.3艦船機械噪聲振動控制
1.3.1 水下輻射噪聲控制要求和方法
1.3.2經(jīng)典隔振理論及其局限
1.4基于線譜混沌化的頻譜重構(gòu)
參考文獻
第2章 非線性系統(tǒng)混沌化
2.1混沌的特征
2.2混沌的定義
2.2.1 Li—Yorke混沌
2.2.2 Devaney混沌
2.3混沌的數(shù)值判據(jù)與識別
2.3.1 Lyapunov指數(shù)
2.3.2修正的Poincaré截面法
2.3.3 混沌信號的小波包能量特征
2.3.4混沌信號的遞歸圖特征
2.3.5 混沌振動離線識別流程
2.3.6 混沌振動在線監(jiān)測方法
2.4混沌化控制方法
2.4.1 混沌控制與混沌化控制
2.4.2 離散時間系統(tǒng)
2.4.3連續(xù)時間系統(tǒng)
參考文獻
第3章 線譜混沌化頻譜重構(gòu)原理
3.1隔振系統(tǒng)建模
3.2硬彈簧Dulling振子的動力學(xué)特性與混沌機理
3.2.1 范德波爾平面分析
3.2.2胞映射分析
3.2.3 混沌運動的演化分析
3.3倍周期分岔過程功率譜的標度性
3.4混沌運動的功率譜特性
3.5線譜混沌化控制的基本思想
3.6線譜混沌化的困難與挑戰(zhàn)
參考文獻
第4章 離散脈沖混沌化線譜控制
4.1連續(xù)時間系統(tǒng)的離散化
4.1.1 單自由度系統(tǒng)離散化
4.1.2 多自由度系統(tǒng)離散化
4.2離散系統(tǒng)混沌化原理
4.2.1 單自由度系統(tǒng)的混沌化
4.2.2 多自由度系統(tǒng)的混沌化
4.3基于Lyapunov指數(shù)的控制器設(shè)計
4.3.1 單自由度線性系統(tǒng)控制器設(shè)計
4.3.2 多自由度線性系統(tǒng)控制器設(shè)計
4.4數(shù)值分析
4.4.1 時間歷程與功率譜
4.4.2相圖分析
4.4.3頻譜結(jié)構(gòu)分析
參考文獻
第5章 混沌同步化線譜控制
5.1混沌同步化原理
5.2參數(shù)驅(qū)動控制方法
5.2.1 基本方程
5.2.2控制方法
5.2.3穩(wěn)定性分析
5.3狀態(tài)驅(qū)動控制方法
5.3.1 控制方法
5.3.2穩(wěn)定性分析
5.4多穩(wěn)定同步流形
5.4.1 同步流形的多值性
5.4.2 同步流形的穩(wěn)定性條件
5.4.3耦合Duffing系統(tǒng)分析
參考文獻
第6章 時延反饋混沌化控制
6.1時延系統(tǒng)的高維度特性
6.2時延系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
6.2.1 單層隔振系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件
6.2.2控制增益與系統(tǒng)剛度的關(guān)系
6.3線性時延反饋混沌化控制
6.3.1 浮筏隔振系統(tǒng)的穩(wěn)定性
6.3.2控制參數(shù)對混沌化的影響
6.4非線性時延反饋混沌化控制
6.4.1 非線性系統(tǒng)的精確線性化
6.4.2標準型線性系統(tǒng)時延反饋混沌化
6.4.3 浮筏隔振系統(tǒng)的非線性時延控制器
6.5非線性時延混沌化分析與討論
6.5.1 反饋控制增益對線譜的影響
6.5.2控制時延變化的影響
6.5.3 反饋頻率變化的影響
參考文獻
第7章 優(yōu)化時延反饋混沌化控制
7.1基于線譜特征的目標函數(shù)設(shè)計
7.1.1 時延反饋控制器設(shè)計
7.1.2 線譜特征目標函數(shù)設(shè)計
7.1.3 線譜特征指標函數(shù)驗證
7.2優(yōu)化時延反饋混沌化方法
7.3大參數(shù)范圍的線譜混沌化控制
7.3.1 數(shù)值仿真
7.3.2 實驗驗證
7.4實時優(yōu)化時延反饋混沌化控制
7.4.1 控制策略
7.4.2數(shù)值算例
參考文獻
第8章 準零剛度隔振系統(tǒng)及動力學(xué)特性
8.1準零剛度概念
8.2幾類準零剛度隔振器設(shè)計及剛度特性
8.2.1 磁力彈簧準零剛度隔振器
8.2.2碟形準零剛度隔振器
8.2.3 屈曲板準零剛度隔振器
8.2.4滾球型準零剛度隔振器
8.3準零剛度系統(tǒng)的隔振特性
8.3.1 幅頻曲線及跳躍頻率
8.3.2 力傳遞率
8.4實驗研究
8.4.1 實驗裝置
8.4.2 實驗結(jié)果
參考文獻
第9章 準零剛度浮筏隔振系統(tǒng)混沌化控制
9.1準零剛度浮筏隔振系統(tǒng)設(shè)計
9.2簡化模型的動力學(xué)特性
9.2.1模型簡化
9.2.2隔振性能
9.3 準零剛度浮筏隔振系統(tǒng)動力學(xué)方程
9.4隔振特性分析
9.5頻譜重構(gòu)
參考文獻
第10章 線譜混沌化控制綜合評述與展望
10.1混沌化方法綜述
10.2大參數(shù)范圍混沌化
10.3小能量控制
10.4混沌品質(zhì)的改善
10.5變參數(shù)持續(xù)混沌化
10.6準零剛度系統(tǒng)與混沌化結(jié)合
10.7技術(shù)發(fā)展方向與展望
參考文獻
另一方面，無論是單層還是雙層的隔振裝置，只要振源的輸入激勵是簡諧波，誘發(fā)的結(jié)構(gòu)輸出動響應(yīng)皆為簡諧振動，輸入與輸出之間具有頻率保持性。即便是非線性隔振裝置，簡諧激勵源引發(fā)的結(jié)構(gòu)動響應(yīng)通常是以激勵頻率的倍頻形式出現(xiàn)的簡諧振動。因此，這些簡諧波在頻域的線譜上多表現(xiàn)為以激勵源頻率為主特征的單根線譜，或散布在激勵頻率附近的多根倍頻線譜組合。振源頻率在船體結(jié)構(gòu)和水中傳遞的頻率保持性是現(xiàn)有隔振技術(shù)難以逃避的弱點。
1.4基于線譜混沌化的頻譜重構(gòu)
對艦船而言，動力機械設(shè)備大多作周期性的旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運動，作為激勵源，其頻譜中必然存在與旋轉(zhuǎn)或往復(fù)頻率相關(guān)的高強度線譜，由于經(jīng)典隔振理論具有的輸入、輸出頻率保持性，使得水下輻射噪聲中也存在著強烈的線譜成分。水下輻射噪聲線譜可提供兩類識別特征：一是艦船振源的頻率特性；二是振源的信號強度。由于不同類型的艦船結(jié)構(gòu)不同，其頻率特性具有特殊性，依據(jù)這些頻率特殊性可以鑒別艦船的類型，從水下輻射噪聲線譜（頻率）的遷移可以判斷艦船的移動速度，或開啟哪一類設(shè)備等；根據(jù)線譜的強度，可以判斷艦船的距離，依據(jù)線譜強度的變化可以識別艦船的移動速度和方向等。因此，研究如何改變激勵源的頻率特性，重構(gòu)水下輻射噪聲線譜的頻譜特征、降低線譜強度，對艦船的安全性、隱蔽性具有重大意義。
長期以來，對于如何改變或重構(gòu)水下輻射噪聲頻譜特性的技術(shù)路線無人問津。21世紀初，我們提出利用非線性系統(tǒng)產(chǎn)生混沌這一特殊性質(zhì)來改造線譜的頻響特征，開創(chuàng)了基于線譜混沌化的頻譜重構(gòu)研究，從簡單的被動混沌系統(tǒng)到復(fù)雜的主動控制混沌系統(tǒng)，展開了一系列研究，引導(dǎo)了該領(lǐng)域的理論和試驗工作�；煦缫矊懽鳒嗐�，中國古人想象中天地未開辟以前宇宙模糊一團的狀態(tài)，后用以形容紊亂復(fù)雜。中國和希臘的神話故事是最早出現(xiàn)“混沌”一詞的，混沌的科學(xué)概念是在1903年由法國數(shù)學(xué)家龐加萊（Poincaré）在研究三體星動力學(xué)模型時發(fā)現(xiàn)在某些非線性系統(tǒng)中存在著運動軌道對初始條件的敏感性而提出的。對于這類確定性系統(tǒng)，其運動軌道類似于隨機運動，具有長期行為的不可預(yù)測性，但因它的短期行為是可預(yù)測的，而真正的隨機運動具有完全不可預(yù)測性，對初始條件也不敏感。
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